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钛电极钛阳极的40年

发布时间: 2022-06-27 浏览:487

  DSA自20世纪60年代末问世后,至今已历时整整40年。钛阳极最早用于氯碱生产中,经过各国工程技术人员的努力,现已广泛应用于化工、环保、水电解、水处理、电冶金、电镀、金属箔生产、有机电合成、电渗析、阴极保护等行业中。在研究人员推动下,电极学、电极反应工程学、电极过程动力学、电催化科学等理论知识也被不断地创新和丰富。

  钛阳极的诞生极大地推进了食盐电解生产的发展,被誉为是氯碱工业一大技术革命。DSA的发明是20世纪电化学工业最重大的发明之一,是对电化学领域划时代的贡献。

  钛阳极是以金属钛作为基体,在其表面涂敷以铂族元素氧化物的一种电极材料,是荷兰人H.B.Beer(1909~1994)发明的。

  H.Beer 1909年出生于荷兰一个经营钟表生产的家庭,16岁时获得第一个关于“稻草人”的专利,从此开始步入发明家的人生旅途。以后陆续发明了房内取暖装置(1927,1933),热带衣服用容易拆卸的纽扣(1929),用铝置换锌的改良干电池(1932),用臭氧杀菌的空气净化装置(1936),电化学排除潜水艇等二氧化碳气体、从海水中提取氧的方法(1950~1953)等。

  1956年钛已规模生产,Beer注意到用钛作电极基体的可能性。1965年Beer将在钛上覆盖铂族金属改变为在钛上覆盖铂族金属氧化物,而获得最初的证明,根据申请年份,将此称为Beer65专利。1967年又发明了目前已在生产中应用的可形成薄膜的金属氧化物与不形成薄膜导电体的混合氧化物涂层电极,将此称为Beer67专利。

  Beer65专利是一种以阀型金属为芯,从铂、铱、铑、钯、钌、锇中选择铂族金属或其合金的氧化物组成外层的电极,特别是含有一种以上的非铂族金属氧化物。

  所谓法型金属,指的是钛,钛合金、钽,钽合金、锆,锆合金、铌及妮合金,它在盐水中作阴极时是导电的,改作阳极时立即不到电,“阀”的含意就在于此。

  Beer67专利是一种电解用电极,电极表面涂层由可形成薄膜的金属氧化物和不形成薄膜的导电体的混合晶型物质构成,形成薄膜的金属氧化物量大于50mol%。有望成为不形成薄膜导电体的有金、银、铂、钯、铱、钌、饿、铁、镍、铬、铜、铅、锰等,及其氧化物,石墨,氮化物,碳化物,硫化物等。

  Beer67的突出贡献是,创立了热分解涂敷方法,将混有铂族元素盐类的溶液,涂敷在金属基体上,保持氧化性气氛,进行热分解,就能获得铂族金属氧化物涂层。涂敷法的成功,可不使用电镀法,使金属电极从钛镀铂电极开始,发展成为今天的钛基涂层电极。